[发明专利]一种基于量子加密的量子态双向安全传输方法

说明书

本发明公开了一种基于量子加密的量子态双向安全传输方法，构建蝶形网络模型；发送节点与控制节点之间共享六粒子最大纠缠态；发送节点对拥有的粒子执行联合Bell基测量和两粒子投影测量；控制节点对拥有的粒子在测量基下执行单粒子测量；发送节点传输经典消息给中间节点；中间节点对接收到的经典消息执行编码操作，将编码后的结果传输给下一个中间节点，再发送给两个目标节点；发送节点对各自的量子态执行加密操作，将加密后的量子态发送给目标节点；目标节点根据下一个中间节点发送的编码结果对加密量子态执行相应的解密操作。上述方法结合量子隐形传态和远程态制备思想，利用量子网络编码技术，实现量子态在蝶形网络中完美交叉安全传输。

技术领域

本发明涉及量子密码学技术领域，尤其涉及一种基于量子加密的量子态双向安全传输方法。

背景技术

量子纠缠是一种独特的资源，在量子信息理论科学领域得到了广泛的应用。量子隐形传态和远程态制备是两种重要的通信方式，其中：量子隐形传态(QT)的通信方法用于将一个未知量子态从一个发送方安全地传送到另一个遥远的接收方，在量子隐形传态中，发送方拥有传输的量子态，但不知道量子态的任何信息；量子态远程制备(RSP)可以传输一个已知的量子态给空间距离遥远的接收方，不同于量子隐形传态，在远程态制备协议中，发送方知道量子态的信息但是不拥有待传输的量子态。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于量子加密的量子态双向安全传输方法，该方法结合量子隐形传态和远程态制备思想，利用量子网络编码技术，实现量子态在蝶形网络中完美交叉安全传输。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种基于量子加密的量子态双向安全传输方法，所述方法包括：

步骤1、构建蝶形网络模型，设置两个发送节点A_i和B_i，控制节点C_i，两个中间节点D_i和D_i+1(mod2)，两个目标节点A_i+1(mod2)和B_i+1(mod2)；i＝1,2；

步骤2、所述发送节点A_i、B_i与控制节点C_i之间共享六粒子最大纠缠态，作为量子信道进行信息传递；

步骤3、发送节点A_i对拥有的粒子执行联合Bell基测量，发送节点B_i对拥有的粒子执行两粒子投影测量，并将测量结果发送给控制节点C_i；

步骤4、控制节点C_i对拥有的粒子C_i在测量基{|l_i,l_i∈{0,1}}下执行单粒子测量，然后将测量结果发送给所述发送节点A_i、B_i；

步骤5、所述发送节点A_i和B_i接收到测量结果后，分别传输经典消息和给所述中间节点D_i；

步骤6、所述中间节点D_i对接收到的经典消息执行编码操作，得到编码后的结果为再将编码后的结果传输给下一个中间节点D_i+1(mod2)，由下一个中间节点D_i+1(mod2)将收到的编码结果发送给两个目标节点A_i+1(mod2)和B_i+1(mod2)；

步骤7、所述发送节点A_i和B_i对各自的量子态执行加密操作，然后将加密后的量子态发送给相应的目标节点B_i+1(mod2)和A_i+1(mod2)；